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背景

在食品飲料、包裝、汽車以及3C行業(yè)中，大量的產(chǎn)品和零件需要分揀、擺放和堆垛。這項工作動作單一且重復(fù)性大，機(jī)器人非常適合該類工作。此外，對于一些特定擺放的零件，需對其進(jìn)行外形、位置或姿態(tài)識別后才能讓機(jī)器人準(zhǔn)確定位、抓取和擺放，此時機(jī)器人就要與視覺系統(tǒng)配合來完成這項工作。

本課題要求提供一套完整的自動控制解決方案：利用視覺系統(tǒng)識別待處理零件，并為機(jī)器人及運動控制系統(tǒng)設(shè)計合理路徑軌跡和運動規(guī)劃，以達(dá)到最高的工程效率。

IRB 120機(jī)器人的工作區(qū)域平面內(nèi)，放置了一塊由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的可旋轉(zhuǎn)圓盤，圓盤上均布了8個圓孔。同時，在圓盤附近固定放置一塊矩形平板，并在平板上隨機(jī)排列了6個標(biāo)有“ABB”和“B&R”字樣的圓片。如下圖所示：

通過自行設(shè)計的視覺系統(tǒng)識別圓片上的字母，并通過B&R PLC操作機(jī)器人及圓盤的轉(zhuǎn)動，用最快的方式將圓片撿拾至圓盤的孔內(nèi)，并按照要求順序排列（如下圖為其中一種排列形式）

/方案/大賽將對參賽者提供的機(jī)器視覺方案以及機(jī)器人和圓盤的運動軌跡規(guī)劃方案進(jìn)行橫向比較，從先進(jìn)性、可執(zhí)行度和可靠性等不同維度評估方案的優(yōu)劣。

/應(yīng)用/ 參賽者可在RobotStudio 及Automation Sutido中提交仿真方案，或者自備設(shè)備，并最終在實際設(shè)備上實現(xiàn)設(shè)計方案。大賽將從擺放成功率、完成速度和完成質(zhì)量等維度考核。

/主要部件/

1.ABB IRB 120

IRB 120是ABB迄今最小的多用途機(jī)器人，僅重25kg，荷重3kg（垂直腕為4kg），工作范圍達(dá)580mm，精度達(dá)0.01毫米（全球最高精度），是具有低投資、高產(chǎn)出優(yōu)勢的經(jīng)濟(jì)可靠之選。該款機(jī)器人已獲得IPA機(jī)構(gòu)“ISO 5級潔凈室(100級)”的達(dá)標(biāo)認(rèn)證，能夠在嚴(yán)苛的潔凈室環(huán)境中充分發(fā)揮優(yōu)勢。IRB 120機(jī)器人不僅緊湊、靈活、輕量，還有高速工作的優(yōu)勢，工作周期時間改善高達(dá)25%，目前廣泛應(yīng)用小件產(chǎn)品組裝、打磨、涂膠等工序。

2.B&R X20 Compact-S系列控制器 ，步進(jìn)電機(jī)及運動控制模塊

B&R X20 Compact-S系列控制器配備ARM 中央處理器及最高256M運行內(nèi)存和2GB閃存，可使任務(wù)循環(huán)周期低至400微秒，并集成多軸運動控制和可視化界面服務(wù)于一體。及其緊湊的外形和極高的性價比在機(jī)器自動化中廣受歡迎。

3. 視覺系統(tǒng)

本課題未指定視覺系統(tǒng)。參賽者可自行選擇或自行開發(fā)視覺處理算法。

4.RobotStudio

ABB離線編程軟件RobotStudio以ABB VirtualController為基礎(chǔ)而開發(fā)，與機(jī)器人在實際生產(chǎn)中運行的軟件完全一致。因此RobotStudio可執(zhí)行十分逼真的模擬，所編制的機(jī)器人程序和配置文件均可直接用于生產(chǎn)現(xiàn)場。

5.Automation Studio

B&R Automation StudioTM軟件集成控制系統(tǒng)、可視化、運動控制和安全于一個開發(fā)環(huán)境。同時借助于B&R IndustrialPhysicsTM和B&R MapleSimTM，兩者均可使用CAD數(shù)據(jù)來創(chuàng)建數(shù)字孿生導(dǎo)入到Automation Studio中進(jìn)行仿真。另外，Automation Studio Target for Simulink軟件可以讓開發(fā)人員在Simulink中創(chuàng)建模型，并在MATLAB/Simulink中自動生成在B&R控制系統(tǒng)中直接運行的程序代碼。這些仿真手段在加快機(jī)器研發(fā)速度上起到了關(guān)鍵作用。

注： 1. Automation Studio軟件下載網(wǎng)址：

http://www.br-automa-tion.com/downloads_br_productcatalogue/BRP44400000000000000526738/AS_4.3.4.121_UP_DVD.zip

2. 注冊Automation Studio軟件步驟：

請點擊以下網(wǎng)址：

https://www.br-automation.com/zh/service/automation-studio-licensing/

填寫表格信息，點擊按鈕‘send’，獲取注冊號：

3.  軟件使用相關(guān)手冊電子版可去網(wǎng)站下載獲取，網(wǎng)址如下：

https://brtraining.github.io/

4. 軟件使用培訓(xùn)相關(guān)視頻可去網(wǎng)站觀看，網(wǎng)址如下：

https://v.youku.com/v_show/id_XMTMwMjIwNzk4NA==.html?spm=a2hzp.8253876.0.0&f=23443527